底特律活塞队数量更多,拒绝专门的工作术语
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改!改!改!改装永远是我们吴佩频道钢炮俱乐部里讨论最多的话题,之前两篇关于刷ECU的文章出来后,有一些车友已经投入到“洗脑”的行业中去了,随之30匹、50匹、100匹……的提升使他们的钢炮速度越来越快。

一辆车配备的制动卡钳拥有更多的活塞,那么它的体积也越大,随之而来的刹车片,刹车盘尺寸也越大。这样的刹车看起来拥有更好的制动效果。但实际上多活塞仅是影响刹车效果的因素之一,以下四方面可以说比它对刹车产生的效果具有更大的影响:

[汽车 技术] 在汽车的性能测试环节中,加速和刹车是最主要的两个测试项目,平时我们接触到一辆新车,往往问的第一个问题是这辆车有多快而不是这辆车刹车好不好,但问题在于速度慢多数情况下不会有什么太大问题而刹车不好很可能关系到生命安全,所以今天我们就来说说汽车的刹车。

刷ECU使人膨胀,要冷静,今天讲讲刹车系统,这是关系人身安全的至关重要的部件,马力提升的同时,一定要注意原厂的刹车系统是不是够用。那么发现原厂刹车不够用时,改还是不改呢?如果改,怎样改?

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•刹车力度

刹车系统的原理是制造出巨大的摩擦力,将车辆的动能转化为热能。众所周知,能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,在转化或转移的过程中,能量的总量不变。汽车在加速过程中把化学能转化成热能和动能,刹车时刹车系统又将汽车的动能转化成热能散发到空气中。一辆车从静止加速到时速100公里可能需要10秒钟,但从时速100公里刹车到静止可能只需要XX秒而已,可见刹车系统承受着巨大的负荷。从另一个角度来说,如果你想体验超级跑车的加速快感,用普通家用车也可以,只不过你需要反过来坐着并且是在急刹车中体验到。

说到改刹车,车友们都能马上飙出“Brembo”、“Ferodo”、“Alcon”、“大单遮”、“大四活塞”、“小六活塞”等等等等的一些关键词,其实,许多车友心里对刹车系统的改装都有自己的想法、自己的一杆秤。

我们不妨先了解一下刹车的基本原理:当驾驶员踩下刹车踏板,向刹车总泵中的刹车油施加压力,液体将压力通过管路传递到每个车轮刹车卡钳的活塞上,活塞驱动刹车卡钳夹紧刹车盘,从而产生巨大摩擦力令车辆减速。

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在这里,卡钳夹紧刹车盘的力度至关重要,该力度受到活塞接触面积的影响。例如有两款刹车卡钳,A是四活塞,B是六活塞,但由于四活塞卡钳单个活塞面积更大,六活塞单个活塞面积小,最后全部相加后,A款的总面积>B款的总面积,所以A比B有更好的刹车力度。

目前大部分小型车都采用液压制动,因为液体是不能被压缩的,能够几乎100%的传递动力,基本原理是驾驶员踩下刹车踏板,向刹车总泵中的刹车油施加压力,液体将压力通过管路传递到每个车轮刹车卡钳的活塞上,活塞驱动刹车卡钳夹紧刹车盘从而产生巨大摩擦力令车辆减速。

英国ALCON六活塞刹车,市面上常见的刹车升级品牌,常年为F1提供刹车系统

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但是,在前段时间和车友讨论时,有一部分人抛出这么一个观点:活塞数量越多,刹车性能越好。那么问题来了,更换一套多活塞的刹车卡钳、大型的划线刹车盘、竞技型的刹车摩擦片就绝对是好事吗?

•刹车油泵

我们先从刹车总泵说起,这个部件通常位于发动机舱防火墙靠近驾驶员的一侧,有些车的刹车总泵”小得可怜“,甚至让人怀疑它是否能提供足够的刹车力。其实完全不必为此担心,因为刹车系统运用了”帕斯卡定律“。

活塞越多越好?未必

活塞夹紧刹车盘的动力通过刹车油传递,如果一款刹车拥有更大的活塞总面积,则需要更多的刹车油推动活塞,以达到活塞上的稳定压强;如果给大的活塞面积搭配了小的油泵,那么会导致卡钳夹紧刹车盘无力,也容易造成危险事故,因此给刹车搭配合适的油泵很关键。

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国人一直有这样一个非理性的消费思维:多即是好,大即是好,贵即是好……当然锦上添花的事情没人会不喜欢,可是在没搞清楚需求的情况下,过于追求“大”、“多”、“贵”的话,即使到了饱和的程度,也不去考虑实际价值,这样也未必可取。

•轮胎


改装刹车也一样,活塞数量越多,也就意味着卡钳体积越大,安装的刹车摩擦片和刹车盘尺寸也越大,最后换来的是摩擦面积增大,增大摩擦面积就能带来更好的刹车力度?

刹车的制动力最后反映在轮胎与地面的摩擦力上,也就是说制动力只可能≤轮胎最大摩擦力。此时,如果车辆全力制动,卡钳夹紧刹车盘的制动力突破轮胎的转动极限,那么ABS就会启动介入,防止抱死,让轮胎徘徊在滚动摩擦和滑动摩擦之间。

帕斯卡定律的主要内容是:

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因此,一套高性能的抓地力强的轮胎对减短刹车距离起到了至关重要的作用。那么,对于想提升刹车性能的各位,不妨先换一套好轮胎?

根据静压力基本方程,盛放在密闭容器内的液体,其外加压强p0发生变化时,只要液体仍保持其原来的静止状态不变,液体中任一点的压强均将发生同样大小的变化。

向刹车总泵中的刹车油施加压力,液体将压力通过管路传递到前后轮刹车卡钳的活塞上

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这里讲一下刹车的基本原理:驾驶员踩下刹车踏板,向刹车总泵中的刹车油施加压力,液体将压力通过管路传递到每个车轮刹车卡钳的活塞上,活塞驱动刹车卡钳夹紧刹车盘,从而产生巨大摩擦力令车辆减速。

•刹车盘

简单来说就是我们踩下制动踏板后施加到刹车总泵液体上的压强等于刹车盘活塞处的液体压强,但因为压强等于单位面积的压力,所以只要增大活塞的面积,施加的压力就会增大。例如下图这个实验,两个圆柱形活塞,左侧活塞直径是2英寸,右侧活塞直径是6英寸,也就是左侧活塞的3倍,那么如果给左侧活塞施加一定量的力,那么右侧活塞将产生一个9倍的力,这也就是现在所有液压机构的理论基础,所以起重机可以通过液压系统举起数十吨的货物。

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热衰减对于刹车效果来说是致命的,在普通的驾驶中,因刹车盘的热量产生不多,并且能及时散掉,所以车辆的制动性能比较稳定且有效;但是在激烈驾驶中,刹车盘和刹车片的强烈摩擦产生了高温,突破了刹车系统的最佳工作温度后,刹车效果便会大幅度地下降,甚至失效。

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踩下制动踏板后,施加到刹车总泵油液上的压强,就等于刹车卡钳处活塞的压强(液压系统中,压强是不变的)。根据公式F=PS (压力=压强×受力面积),当压强不变的情况下,活塞越多,受力面积越大,F制动力也越大。

从微观上讲,温度越高,分子间的引力和斥力就越大,这两种力会让刹车盘的表面膨胀并且趋于平面化。也就是说,本来表面粗糙的刹车盘会在高温下变得光滑,刹车片对刹车盘的摩擦系数也会降低,而此时对它施加相同的制动力,自然而然刹车系统无法提供充足的刹车效果。

尽管如此,仅靠人体施加的力度依然不足以产生足够制动力,因此需要刹车助力泵的协助。

但是!活塞多,不一定活塞的接触总面积就大,所以制动力不一定就越大。这里举个例子,某品牌的两款刹车卡钳,尺寸大小相近,A款是“大四活塞”,B款是“小六活塞”,但由于四活塞的那款单个活塞面积巨大,六活塞单个活塞面积小,最后全部相加后, A款的总面积>B款的总面积,所以这品牌的大四活塞卡钳就要比小六活塞卡钳有更好的刹车力度(刹车片和刹车盘尺寸相同)。

为了解决这个问题,一般会在刹车盘上打孔、划线、增加通风道,目的是增大刹车盘与空气的接触面积,延迟衰减时间;而高性能的刹车盘则会在刹车盘中添加特殊材料(例如碳纤维陶瓷刹车盘)。

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碳纤维陶瓷刹车盘在制动活塞与刹车衬块之间有陶瓷来隔热,因此碳纤维陶瓷刹车盘有非凡的耐用性,如果正常使用是终生免更换的,而普通的铸铁刹车盘一般用上几年就要更换。

刹车助力泵和制动总泵是串联在一起的,通常它的外形是一个巨大的黑色类似圆柱或圆锥形容器,其实它也是一个活塞机构,里面有一个膜片把助力泵分成两个腔室,一边链接的是发动机进气管,另一边则与外界大气相通。由于发动机在工作时需要吸气,就会在助力泵的一侧产生真空,这样就使膜瓣两侧产生巨大压力差,和驾驶员施加的压力一同压向制动总泵从而产生巨大制动力。

意大利TAROX,以生产超多活塞刹车卡钳著名,其中16活塞卡钳为现今所有刹车系统中最多的

所以说,无条件追求更多的活塞并没有实际价值,要看活塞的总面积,活塞越多,刹车卡钳的体积也要相应增大,意味着重量也越大,对车辆的整体性能提升不一定有好处。

更大的活塞总面积,需要更多的刹车油要推动活塞,维持活塞上的压强稳定;这就要考虑刹车总泵的排出量是否匹配,否则再大的活塞总面积也是空谈。而且总泵供油不足,分泵活塞得不到足够的推动,是非常危险的事情,所以改刹车还是得“量车而为”。

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